专利名称：热装填的薄壁塑料容器的处理方法及相关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及薄壁塑料容器的处理方法及实施所述方法的相关装置。
背景技术：
从欧洲专利No 06764803知道一种薄壁容器的装填方法。该方法提出利用容器的性能和及其释放与其制造相关的应力的能力。因此，该方法提出使用在制造过程中产生的剩余应力的薄壁容器。塑料容器基本只是通过对聚乙烯对苯二甲酸盐或PET的预加工制品挤压/吹炼制造过程中得到。为此，当该初加工成品热变形而为使其实现预定尺寸和形状时，成品容器积累的应力因所述容器的快速再冷却而固定，快速再冷却是通过挤压/吹炼结束时吹风实现的。即使在再冷却时容器发生一定的收缩，但考虑到这种收缩是为了模子的制造，由模子提供给容器的形状非常接近模子的形状，因此在使用温度下这些应力受到固定。这些容器实际上是用来装冷产品，例如矿泉水的。挤压吹炼时的工作温度约为100-120°C。然而，当指的是热装填时，流体所涉及的温度范围在60-95°C变化，该温度足以消除病原生物，但低于该容器的制造温度。产生的这些应力是由于纵向拉制造成的，而纵向拉制与拉杆的作用以及循环开始时的低压吹风和循环结束时对容器的高压吹风的作用有关。因而在这种新方法中所用的薄壁容器是本文开头介绍的专利申请的目的，利用该容器进行热装填，但这不是其首要任务，因为实际上该容器通常是用于矿泉水的。反之，容器的底应当不会变形，而本领域技术人员知道的许多方案都能够使底部在相关温度和压力/低压下不变形。这样，在下面将要详细说明的开发条件中，称作花瓣状的底部是保持不变形的。同样，容器可以受到特殊热处理，使其变得有些耐高温，从而在能将病原生物消灭的必要温度下装填液体。热装填方法在于在装填以后立即封堵容器，这就保证了该容器的卫生处理，该方法还在于对容器和其内的装填物进行再冷却时。这种装填和再冷却会使容器变形，因为受冷却的液体收缩使得容器内降压，但该容器的体积保持不变。因为这种因降压引起的收缩现象，所以这种容器不适于出售。这种容器因松弛而难以抓取，因为抗压性很差而难以储存，其总体形状也不美观，因而不宜出售。因而前面所述的欧洲申请的方法提出一个释放容器内部应力的步骤，这种释放步骤可以使容器恢复到原先的初加工成品的形状，因而使容器体积缩颈，使其体积相应减少。通过升高温度，使该温度高于只有容器进行热装填时的温度就能实现应力释放。因而容器的体积缩颈造成容器内部压力升高，这样的直接结果就是使容器恢复到合乎规定的初始形状，使装填好的塞紧盖子的容器开启前具有一定的硬度。这种硬度可以使操作便利，并可以使其变得能承受压力，这种压力主要是在将这些容器放到座舱上进行堆叠时产生的。应明确指出的是，在该方法中，在所描述的实施模式中，通过有区别的加热实现应力释放，也就是说，将外壳迅速加热，使应力得到释放，而其本身所装的液体装填物没有到此温度。
发明内容
本发明提出一种能将这种被热装填后被塞紧的薄壁容器中的应力进行释放的处理方法以及相关装置。事实上，合适的是提出的方法和装置能够按照热装瓶的节奏确保应力释放，为给出理想范畴，装瓶节奏为10000-50000个瓶/小时，这种方法和装置使应力均勻释放，非常
可靠，并可重复生产。其难度也是要考虑经济情况，因而如果涉及的步骤需要提供能量，则要用最佳的效益实现容器的装填和装塞步骤。此外，还提出一个很重要的问题在于保持容器的突起标记例如姓名、企业标志等不受损伤。
现在详细描述本发明的方法以及能够实施所述方法的相关装置，所述描述将结合附图进行，在这些附图中不同的图表示图1容器的定位设备的示意图；图2机械加压设备的示意图；图3热处理设备的示意图；图4实施本发明方法的装置的概要图，其中对照地示出了容器；和图5半壳体实施方式的变型图。
具体实施例方式本方法在于从薄壁容器10开始，该容器包括一个颈部12和一个底部14，例如使其能够承受变形的花瓣状的底部，所述变形是在本发明的热装填和装塞的过程中产生的加压和减压引起的。因此，用已知的方法预先为容器装填液体16，液体预先被加热到该液体可以接受的温度，在这种温度下可以确保消灭病原微生物。应注意的是，在装填时，容器本体内部及其盖子也由于液体存在而引起的热量受到了细菌学上的处理。本方法在于从热装填了的、用塞子18封住并且受到冷却的这么一种容器，冷却要么是自然冷却，要么是利用冷水冲洗的强迫冷却，得到的结果是装填了在环境温度下没有病原生物的液体的容器，该容器因液体收缩造成的降压而变形，但颈部没有变形，底部也没有变形，这就使容器保持其稳定性。当然，该方法用于所有容器，即使底部变形，颈部也变形均是如此，甚至在存放期间，主要是要求底部不变形因而适于保持稳定的容器。
从本发明人的欧洲专利申请No 06764803知道的方法在于将热量直接传给容器 10，更确切地说传给容器的薄壁，同时尽力限制液体加热，因为要重新开始循环，液体的再冷却会重新造成降压。为此，本发明的方法在于，在热处理以前在因热装填而变形的容器薄壁外表面上施加机械力，以便产生内压力，从而至少补偿容器受到的降压，使其恢复到稳定的几何形状。根据所述方法的另一特征，要将热量传给所述容器的薄壁，至多靠近所述容器的至少一个区域，以便使得该区域中的薄壁的应力释放，因而整体上在容器的内部产生压力。该方法通过容器的底部和颈部对其进行定位放置，从而保证所述容器以其纵轴作为基准而放置。本发明的方法还提供至少两个传热步骤和容器在这两个传热步骤之间进行轮换。下面根据一个非限定的特定实施方式详细说明特别适合于实施本方法的装置。最好用工业方式将该装置集成在薄壁容器的生产线的出口，该生产线通过挤压吹炼方法生产容器，该装置处在热装填和装塞(bouchage)设备之后，特别是在热装填过并且装了塞子的容器的冷却设备的出口。现在结合图1-4进行描述。如图1所示，该装置包括容器10的定位设备20，该容器通过其底部14和顶上加盖的颈部12定位。该定位设备20包括一连串的容器接收单元22。在该实施方式中，每个接收单元22包括一个可以转动的导向杯M和一个容纳颈部12的导向头26，容器的底部14处在所述导向杯中。将每个杯M的中心与导向头沈的中心对齐，以便限定出一个与容器的纵轴重合的X-X纵轴。即使容器变形并且受到收缩现象的影响，该定位设备也能确保对中。如图2所示，该装置包括一个容器机械加压设备观。该加压设备最好但不受此限制地包括对容器加压的机械元件30。该加压的机械元件30包括由支撑垫块34和对这些支撑垫块施加力例如弹簧38的元件36构成的加压器 32，所述支撑垫块贴紧容器10的薄壁。根据一个实施方式，这些垫块34是圆杆，正如下面所述，圆杆的朝向顺着生产线的运行轴，用以对没有标记的容器加压。这些垫块的优点在于，即使壁因收缩现象而变形，也能够对壁施加力。最后再用图3所示的热处理设备40完成该装置。该热处理设备40包括至少一个能在两个位置之间移动的热壁42，第一个位置与容器10分开，叫作开启位置，第二个位置与容器靠近和/或接触，叫作闭合位置。用任何合适的装置将该热壁加热到能够将制造期间容器中固定的应力释放的温度。该热壁42覆盖容器的至少一个区域。根据该装置的一个优选实施方式，热壁42具有规定形式。这样，热壁42是与容器的相关区域形状配合的壳体44。按照更优选的方式，热壁42包括两个半壳体44-1和44_2，使得在其闭合位置时在容器周围定位。
应注意的是，将这两个半壳体相对于X-X纵轴对中，该轴在开启和闭合两个位置中。在闭合位置时，这两个半壳体44-1和44-2彼此紧靠，以便完全防止会给容器留下印记的间隙。现在结合图4简要描述该方法的实施。在图4中，步骤I示出了经挤压吹炼出的空的容器10。在该图中示出的该容器为给定形状，即普通的、具有本体的圆柱形，包括在突起处具有的企业标志L·、在容器本体下部具有的沟槽(cannelures)并且在上部包括有沟槽。在图4的步骤II中，容器受到热装填并且加了塞子。容器重新得到冷却后，由于液体收缩而使得该容器松弛下来，其体积减小，造成加了塞子的容器中的压力下降，这就使该容器以及容器内的装填物松弛。这种收缩现象伴随的是容器的几何形状变形。在步骤III中，收缩了的容器10以定位设备作为参考基准，使其转轴与定位轴X-X重合。因而底部和具有塞子的颈部实现对中。之后在步骤IV中，容器10受到设备观的机械加压，利用弹簧38使支撑垫块34 紧贴容器10的薄壁。由此施加的压力是恒定和连续的。就像容器上表示的那样，垫块的这种机械压力是局部(ponctuelle)的，使与垫块垂直的容器变形，导致容器的没有受到机械压力的所有部分恢复形状。事实上，该机械压力表现为容器的局部变形，这种局部变形使得容器内部压力增高。所实施的压力应当足以补偿热装填和冷却以后因液体收缩造成的减压，并足以产生这种内部压力。在步骤V中，恢复形状的容器很好地对中，外围轮廓重新到达初始轮廓形状。因此，容器10可以经受传热，以保证应力释放。这些半壳体处于开启位置，它们围着容器闭合，与相应的区域垂直。应力释放非常快，约几秒钟的时间，并且仅发生在该区域。因此，容器的本体在所涉及的区域呈壳体形状，而容器的其余部分保持其初始形状。在这种情况下，所涉及的区域是容器的下部，以便使带有企业标志的中部不受损伤。在该下部，应力减小造成体积缩颈，因而容器内的压力增高。增高的压力一方面能够补偿施加的机械压力，另一方面能够在机械压力一旦中断时保持住内部压力。剩余的机械压力应当足以使容器具有在抓取时以及在抗压强度方面必须的刚性 (rigidite)，并不会因此而在接触和抓取时使容器过余刚性，步骤VI。此外，应当将内部压力保持在一个范围内，以便在打开塞子时不会使空气大量排出，空气大量排出会使装填物流出。应注意的是，从体积变化幅度来讲，要求的缩颈很小，以便实现预期的结果。这样， 花瓣状的底部没有受到能使其返回(retoumer)的压力。为了给出一个例子，对于500ml的瓶子，理想的情况是缩颈为8%，半壳体的加热温度为200°C。在容器内的装填物的发热可以忽略不计的这样短的持续时间内，直接对璧进行传热，该时间约为几秒钟，为了给出一个数值范围，该时间约为2-10秒钟。也可以考虑将热量分段传递分成至少两个部分，使容器在这两传递部分之间轮换，或是在同一个设备内，或是在两个相继的设备内。在步骤V结束时，就有了具有所需几何形状或轮廓并装填了装填物的薄壁容器， 该装填物受过热处理，并且热处理过所述容器，容器的图案部分或刚性凹槽部分保持不变形，总的刚度足可以进行抓取和堆叠储存，同时确保压力的恢复。因此，这种容器可以加贴标签并用底托贮运。该装置已在优选实施方式中作了描述，但也可以考虑变型的实施方案，并不会因此而超出本发明的范围。例如，根据可能性，也就是说根据容器的外形轮廓，根据应当受到处理的区域，以及根据应当通过热壁特别是通过半壳体保持自由进入的区域，选择施加机械压力的位置， 这是由于已知可以在任何部位施加这种机械压力，其作用效应分布在整个容器上。可以用能够调节所加压力的汽缸(Wrins)来替换对垫块施加力的设备36，在这种情况下该设备就是弹簧38。同样，可以考虑相互穿透的半壳体，这样就消除了连接平面，避免让容器转动以及避免热量分开转移。这种实施方案象征性地示于图5中。主要通过上述装置实施的方法可以开启塞子，不会因此而将装填物流出，这是因为即使在打开塞子以后，本体的刚度还是足够的。这种刚度与凹槽的存在以及容器自身的相关刚度有关，并与容器本身的构思有关。这种方法和装置可以与欧洲专利申请No 06764803提出的方法配合进行工业化使用。这样得到的装有装填物的薄壁容器需要少量的主材进行制造，卫生得到保障，并且使再循环的成本下降。本发明的方法使能量的额外费用大幅度下降，因为传热是直接而迅速的，因而不需要重新将装填物带到其装填一结束刚刚被冷却到的温度，这样不符合工业意义上。通过设置一个像本发明范围内所述的装置，则生产线的改进就相对简单，不需要大的额外费用，由于用的是薄壁容器，所以增益很大。
权利要求
1.薄壁塑料容器的处理方法，所述容器具有来自于预制品制造过程中产生的剩余应力，该容器用液体装填物热装填和加塞，一旦装填和加塞完就进行冷却，并利用热处理使其经受应力释放，其特征在于，在热处理步骤以前还包括一个对经热装填而引起变形的所述容器的薄壁外表面施加机械力的步骤，以便产生内部压力，从而补偿该容器受到的减压，使其恢复初始形状。
2.根据权利要求1所述的薄壁塑料容器的热处理方法，其特征在于，该方法在于将热量传给所述容器的薄壁，至多靠近所述容器的至少一个区域，以便引起该区域中的薄壁的应力释放，因而在容器的内部整体产生压力。
3.根据权利要求1或2所述的薄壁容器的处理方法，其特征在于，该方法包括通过容器的底部和颈部对其进行定位，从而保证所述容器以其纵轴作为基准安放。
4.根据上述任一权利要求所述的薄壁容器的处理方法，其特征在于，该方法包括至少两个传热步骤和容器在这两个传热步骤之间进行轮换。
5.根据上述任一权利要求所述的薄壁容器的处理方法，其特征在于，该方法依赖于使用底部和颈部不变形的容器。
6.能够实施上述任一权利要求所述的方法的薄壁容器(10)的热处理装置，其特征在于，该热处理装置包括通过容器的底部(14)和颈部(1 对该容器(10)定位的定位设备00)，容器的机械加压设备( )，和热处理设备GO)。
7.根据权利要求6所述的薄壁容器(10)的热处理装置，其特征在于，该定位设备O0) 包括接收单元(22)，接收单元包括一个可以转动的导向杯04)和一个用来接收所述颈部 (12)的导向头( )，容器的底部(14)处在所述导向杯中，将每个杯04)的中心与头06) 的中心对齐，以便限定出一个与容器的纵轴重合的X-X纵轴。
8.根据权利要求6或7所述的薄壁容器(10)的热处理装置，其特征在于，所述容器的机械加压设备08)包括对容器加压的机械元件(30)，该加压的机械元件(30)包括由支撑垫块(34)和对这些支撑垫块施加力的元件(36)构成的加压器(32)，所述支撑垫块贴紧容器(10)的薄壁。
9.根据权利要求6、7或8所述的薄壁容器(10)的热处理装置，其特征在于，所述热处理设备GO)包括至少一个能在两个位置之间移动的用于释放在制造时固定在容器中的应力的热壁(42)，在第一个位置与容器(10)分开，叫作开启位置，在第二个位置与容器(10) 靠近和/或接触，叫作闭合位置。
10.根据权利要求9所述的薄壁容器(10)的热处理装置，其特征在于，该热壁G2)覆盖所述容器的至少一个区域。
11.根据权利要求10所述的薄壁容器(10)的热处理装置，其特征在于，该热壁G2)是与容器的相关区域的形状配合的壳体G4)。
12.根据权利要求11所述的薄壁容器(10)的热处理装置，其特征在于，所述壳体G4) 包括两个半壳体(44-1、44-幻，以便在其闭合位置时定位在所述容器周围。
13.根据权利要求6-12之一所述的薄壁容器(10)的热处理装置，其特征在于，所述容器的底部和颈部均是不变形的。
全文摘要
本发明涉及薄壁塑料容器的处理方法，所述容器具有来自于预制品制造过程中产生的剩余应力，该容器用液体物热装填和加塞，一旦装填和加塞完就进行冷却，并利用热处理使其经受应力释放，其特征在于在热处理步骤以前还包括一个对经热装填而引起变形的容器的薄壁外表面施加机械力的步骤，以便产生内部压力，从而补偿该容器受到的减压，使其恢复初始形状。本发明还涉及用于实施所述方法的相关装置。
文档编号B29C61/00GK102271896SQ200980139337
公开日2011年12月7日 申请日期2009年7月29日 优先权日2008年7月29日
发明者让-特里斯坦·乌特曼 申请人:泰克瑟Hr简易股份有限公司